Hoe help je cellen op weg in geprint weefsel?
Er is al jaren een tekort aan geschikte donoren. Maar wat als we zelf vervangende weefsels en organen kunnen maken? Dat proberen onderzoekers van het UMC Utrecht te doen met ‘bioprinten.’ Bioprinten is het maken van functionerende weefsels en organen die gekweekt kunnen worden van cellen uit het lichaam van de patiënt zelf. Het UMC Utrecht doet veel innovatief onderzoek naar bioprinting. In deze driedelige serie lichten we recent onderzoek toe. Dit is deel 1: ‘Hoe help je cellen op weg in geprint weefsel?’.
Lees ook deel 2 en deel 3 van deze serie Bioprinttechnieken combineren levert winst en Hoe print je een bloedvat?
Weefsels maken met een printer klinkt aantrekkelijk, maar het is een stuk lastiger dan iets van plastic printen. Dat is inmiddels redelijk normaal en bekend. Cellen zijn namelijk erg kwetsbaar. Het printen moet daarom erg snel en voorzichtig gebeuren. Het printen van cellen in laagjes met een ‘klassieke’ 3D-printer is mogelijk, maar het printen gaat langzaam en daarom niet altijd bruikbaar. Volumetrisch printen is dan een oplossing.
Pioniers in volumetrisch printen
Sinds 2019 lopen de onderzoekers van de biofabrication groep van het Regenerative Medicine Center Utrecht daarom voorop met het gebruik van ‘volumetrisch printen’ voor cellen. Deze vorm van printen maakt gebruik van een lichtgevoelige gel die hard wordt zodra er een laser op schijnt. Door het laserlicht goed te mikken op een draaiend buisje kan er in enkele seconden een voorwerp gemaakt worden – met levende cellen erin. Toch is ook dit pas een eerste stap. De onderzoekers zijn onder leiding van associate professor Riccardo Levato voortdurend bezig met het verbeteren van dit proces. In deze serie belichten we er enkele van.
Deel 1: Cellen op weg helpen door hen een chemische landkaart te geven
Organen zijn complexe weefsels. Er zitten vaak veel verschillende soorten cellen in. Zelfs een kubieke millimeter weefsels heeft al bloedvaten nodig. Die kunnen niet allemaal meteen op de juiste plek geprint worden. Om een functioneel (stukje) orgaan te kunnen maken, moet de bioprint dus signalen bevatten die specifieke soorten cellen kunnen aantrekken, of die stamcellen ertoe aanzetten een bepaalde soort weefsel te worden, zoals een bloedvat.
Het is promovendus Marc Falandt en collega’s gelukt om na het maken van een eerste print zulke signaalmoleculen heel selectief toe te voegen, door ze te koppelen aan de gel. Deze signalen functioneren als een soort ‘landkaart’ voor de cellen. Ze kunnen de juiste cellen aantrekken of stamcellen helpen hun regeneratieve potentieel te vervullen. Falandt: “Dit werk zet echt de eerste stappen in de ontwikkeling en karakterisering van materialen die biochemische bewerking in 3D mogelijk maken. In combinatie met de snelle volumetrische bioprinttechniek is deze aanpak veelbelovend voor het creëren van 3D-bioprints die het gedrag en de ontwikkeling van cellen kunnen sturen.”
